CN104613019B - 一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，由导叶前盖板、导叶后盖板、若干个叶片和若干个销轴组成，导叶前盖板和导叶后盖板分别固定连接泵体的左右两端，若干个销轴均固接在导叶前盖板和导叶后盖板之间且若干个销轴沿圆周方向均布，每个销轴的轴心线均与离心式叶轮的轴心线平行，在每个销轴上空套一个可绕销轴转动的叶片；在导叶前盖板或导叶后盖板上装有限制叶片顺时针和逆时钟转动的限位销；本发明能够有效地根据叶轮的实际出流方向自动调整后导叶叶片的转角，转动范围通过限位销进行控制，能更好地发挥后导叶导流和扩压的功能，使得进入蜗壳的流体的冲击损失减少，能耗降低，提高叶轮机械的整体性能和工作稳定性。

Description

一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶
技术领域
本发明涉及流体机械领域中的离心式叶轮，具体是安装在离心式叶轮出口和蜗壳进口之间的导流元件后导叶，后导叶可以改善叶轮出口处（即蜗壳进口处）的流动状态。
背景技术
离心式叶轮是流体机械中应用最为广泛的一种叶轮形式，如离心泵、离心式风机、离心式制冷压缩机等的叶轮形式均为离心式，且它的应用范围依旧在扩大、作用将更大。后导叶是一种安装在离心式叶轮出口和蜗壳进口之间的导流元件，它不仅能有效改善叶轮出口处（即蜗壳进口处）的流动状态，还有将流体旋转运动的动能转化为压能的作用。然而，现有的离心式叶轮的后导叶多为固定导叶，即后导叶固定安装，固定式后导叶无法根据叶轮的出流方向调整其与来流的相对角度，因此，当流体机械在非设计工况运行、开机或停机阶段的时候，这种固定式后导叶不仅无法很好地导流，还会对流动起到阻碍的作用，造成额外的能量损失。针对这一问题，中国专利申请号为201110027408.4、名称为“离心式鼓风机后导叶调节机构”提出了一种带有调节机构的离心式叶轮后导叶，但是此种调节机构的结构比较复杂、需要较大的安装空间，且需要手动调节，无法根据叶轮的实际出流情况迅速、及时而准确的完成调节任务。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，能根据叶轮的实际出流情况迅速、及时而准确地导流，结构简单，需要空间较小，无需手动调节。
为达上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明位于泵体的进口和离心式叶轮的出口之间且由导叶前盖板、导叶后盖板、若干个叶片和若干个销轴组成，导叶前盖板和导叶后盖板分别固定连接泵体的左右两端，若干个销轴均固接在导叶前盖板和导叶后盖板之间且若干个销轴沿圆周方向均布，每个销轴的轴心线均与离心式叶轮的轴心线平行，在每个销轴上空套一个可绕销轴转动的叶片。
在导叶前盖板或导叶后盖板上装有限制叶片顺时针和逆时钟转动的限位销。
叶片是翼型，其弦长L 0=(D 3-D 2)/ 2，翼展宽度B 0=B 2-(4mm～5mm)，D 2为离心式叶轮的出口直径，D 3为泵体的进口直径，B 2为离心式叶轮的出口宽度。
叶片的中心点O’与销轴的中心点重合，所有的中心点O’均位于以离心式叶轮中心为圆心O、直径为D 0=(D 2+D 3)/2的圆周B上，在圆周B上经中心点O’的切线为第一条切线；叶片的翼型中弧线经过中心点O’，在翼型中弧线上经中心点O’的切线为第二条切线；当叶片位于初始位置时，所述第一条切线和所述第二条切线之间的锐角夹角为45°< α<50°。
本发明采用上述技术方案后具有的有益效果是：本发明能够有效地根据叶轮的实际出流方向自动调整后导叶叶片的转角，转动范围通过限位销进行控制，能更好地发挥后导叶导流和扩压的功能，使得进入蜗壳的流体的冲击损失减少，能耗降低，提高叶轮机械的整体性能和工作稳定性。本发明安装和使用方便、操控灵活，可应用于各种离心式叶轮机械。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本本发明作进一步详细说明:
图1本发明一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶的安装示意图；
图2是图1中所有叶片的径向平面分布放大图；
图3是图2中单个叶片在径向平面上的转动范围示意放大图。
图中：1.叶片；2.导叶前盖板；3.导叶后盖板；4.销轴；5.沉头螺钉；6.泵体；7.离心式叶轮；8.上限位销；9.下限位销；A.翼型中弧线；B.W1. 叶片逆时钟旋转的极限位置；W0.叶片的初始位置；W2.叶片顺时钟旋转的极限位置。
具体实施方式
参见图1，本发明具有自适应功能的离心式叶轮后导叶位于泵体6的进口和离心式叶轮7的出口之间，由导叶前盖板2、导叶后盖板3、若干个叶片1、若干个销轴4组成。导叶前盖板2和导叶后盖板3分别通过沿圆周方向均布的8个沉头螺钉5固定于泵体6的左右两端，导叶前盖板2和导叶后盖板3的中心线与离心式叶轮7的轴心线共线。沿导叶前盖板2和导叶后盖板3的圆周方向均布若干个叶片1和销轴4，每个销轴4固定联接在导叶前盖板2和导叶后盖板3之间，即每个销轴4的前端固定连接导叶前盖板2，即每个销轴4的后端固定连接于导叶后盖板3，每个销轴4的轴心线均与离心式叶轮7的轴心线平行。在每个销轴4上空套一个叶片1，使叶片1通过销轴4联接在导叶前盖板2和导叶后盖板3之间，且可以绕销轴4转动。安装时，可先用沉头螺钉5将导叶前盖板2固定在泵体6左端，依次装上各个销轴4和叶片1，再加上导叶后盖板3，并旋紧销轴4上的螺栓，最后用沉头螺钉5固定导叶后盖板3于泵体6右端。
离心式叶轮7的出口直径为D 2，泵体6的进口直径为D 3，离心式叶轮7的出口宽度为B 2。
参见图1和图2，叶片1可选取高性能的791翼型的叶片，翼型的叶片1的弦长L 0=(D 3-D 2)/ 2，翼展宽度B 0=B 2-(4mm～5mm)。销轴4的中心与叶片1中心重合，即叶片1的几何中心点O’即销轴4的中心点O’，所有的中心点O’均位于圆心为O、直径为D 0=(D 2+D 3)/2的圆周B上，圆心O也是离心式叶轮7的中心。在圆周B上经中心点O’的切线为第一条切线。翼型中弧线A是叶片1的几何厚度中点的连线，翼型中弧线A经过中心点O’，在翼型中弧线A上经中心点O’的切线为第二条切线，在设计工况下，叶片1位于初始位置，初始位置时的第一条切线和第二条切线之间的锐角夹角为45°< α<50°。
叶片1、销轴4的数量均与离心式叶轮7的叶片数量互质，沿圆周B上均布，且叶片1可绕销轴4转动。
参见图1和图3，在导叶前盖板2或导叶后盖板3上装有上限位销8和下限位销9，用于限制叶片1绕销轴4的转动范围。设计工况下，叶片1位于初始位置W0，在非设计工况下、开机或停机阶段时，离心式叶轮7的出流情况发生改变时，叶片1跟随离心式叶轮7出流情况自行绕销轴4沿逆时针方向或顺时针方向转动，叶片1沿逆时钟旋转的极限位置为W1，此时，叶片1接触并受限于上限位销8，叶片1沿顺时钟旋转的极限位置为W2，此时，叶片1接触并受限于下限位销9。叶片1位于极限位置W1或极限位置W2时，叶片1上的第二条切线与叶片1位于初始位置W0时的叶片1上的第二条切线的夹角均为15°，即叶片1的转动范围是正负15°。上限位销8和下限位销9位于叶片1的同一侧，距离销轴4的中心点O’应尽可能远，如图3所示，上限位销8和下限位销9与销轴4的中心点O’之间的距离R =0.8*(L 0/ 2)。
本发明在工作时，从离心式叶轮7出口的流体进入后导叶，当来流方向不符合叶片1的初始位置时，叶片1会自动跟随来流方向在上限位销8和下限位销9限制的角度范围内进行调整，经过调整后的液流在后导叶流道中降速扩压，从而使得进入蜗壳（机壳）的流体速度、方向得到改善。

Claims (5)

1.一种具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，位于泵体（6）的进口和离心式叶轮（7）的出口之间，所述后导叶由导叶前盖板（2）、导叶后盖板（3）、若干个叶片（1）和若干个销轴（4）组成，导叶前盖板（2）和导叶后盖板（3）分别固定连接泵体（6）的左右两端，若干个销轴（4）均固接在导叶前盖板（2）和导叶后盖板（3）之间且若干个销轴（4）沿圆周方向均布，每个销轴（4）的轴心线均与离心式叶轮（7）的轴心线平行，在每个销轴（4）上空套一个可绕销轴（4）转动的叶片（1）；在导叶前盖板（2）或导叶后盖板（3）上装有限制叶片（1）顺时针和逆时钟转动的限位销；叶片（1）是翼型，其弦长L 0=(D 3-D 2)/ 2，翼展宽度B 0=B 2-(4mm～5mm)，D 2为离心式叶轮（7）的出口直径，D 3为泵体（6）的进口直径，B 2为离心式叶轮（7）的出口宽度，其特征是：叶片（1）的中心点O’与销轴（4）的中心点重合，所有的中心点O’均位于以离心式叶轮（7）中心O为圆心、直径为D 0=(D 2+D 3)/2的圆周B上，在圆周B上经中心点O’的切线为第一条切线；叶片（1）的翼型中弧线经过中心点O’，在翼型中弧线上经中心点O’的切线为第二条切线；当叶片（1）位于初始位置时，所述第一条切线和所述第二条切线之间的锐角夹角为45°< α<50°。
2.根据权利要求1所述具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，其特征是：当叶片（1）位于顺时针或逆时钟的极限位置时，叶片（1）上的所述第二条切线与当叶片（1）位于初始位置时的叶片（1）上的所述第二条切线的夹角为15°。
3.根据权利要求1所述具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，其特征是：限位销有上限位销（8）和下限位销（9），上限位销（8）和下限位销（9）位于叶片（1）的同一侧。
4.根据权利要求3所述具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，其特征是：上限位销（8）和下限位销（9）与销轴（4）的中心点O’之间的距离R =0.8*(L 0/ 2)，L 0是叶片（1）的弦长。
5.根据权利要求1所述具有自适应功能的离心式叶轮后导叶，其特征是：所述叶片（1）、销轴（4）的数量均与离心式叶轮（7）的叶片数量互质。
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